【临门一脚】2015高考生物热点专题精确射靶热点十二 生态系统及其稳定性与生态环境的保护
文档属性
| 名称 | 【临门一脚】2015高考生物热点专题精确射靶热点十二 生态系统及其稳定性与生态环境的保护 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 498.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2015-05-19 10:40:34 | ||
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文档简介
热点十二 生态系统及其稳定性与生态环境的保护
【考点精要】
考点一. 生态系统的结构
生态系统的结构包括生态系统的成分和生态系统的营养结构（食物链和食物网）。
1.生态系统的成分
生态系统的成分包括：①非生物的物质和能量 ( http: / / www.21cnjy.com )——阳光、热能、空气、无机盐等；②生产者——自养型生物（光合作用类型，如绿色植物；化能合成作用类型，如硝化细菌。其作用是将无机物合成有机物，是生态系统的主要成分，是生态系统的基石）；③消费者——异养型生物（促进生态系统的物质循环和能量流动）；④分解者——异养型生物（腐生生活的细菌和真菌；腐生生活的动物。其作用是将有机物分解为无机物返回到无机环境中，是生态系统的主要成分。）
2.生态系统中成分的判断方法：
(1)先据“双向箭头”确定“非生物的物质和 ( http: / / www.21cnjy.com )能量”和“生产者”，再根据两者中有“3”个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指入箭头的C为“非生物的物质和能量”，最后根据D→A、A→B、D→B，确定A为消费者，B为分解者。
(2)若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A主要为动物，B主要为腐生的细菌和真菌。
（3）典型图解（右图）解读
根据①与③之间的双向箭头和指向③的4个箭头 ( http: / / www.21cnjy.com )判断：①是生产者，③是非生物的物质和能量。根据①②④的箭头都指向⑤，可进一步判断：②是初级消费者，④是次级消费者，⑤是分解者。
3．生态系统的营养结构
食物链和食物网是生态系统的营养结构。
（1）食物链（高中阶段指捕 ( http: / / www.21cnjy.com )食链）——生物群落中，各种生物之间由于捕食的关系所形成的一种线性关系。书写食物链注意的事项：①起点是生产者；②只有生产者和消费者。
（2）食物网——食物链彼此相互交错连接成的复杂的营养结构。
与生态系统稳定性的关系：生物种类越多，营养结构越复杂的生态系统，其抵抗力稳定性越强。
食物链、食物网的功能：是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
（3）生态系统的营养结构分析：①由于第 ( http: / / www.21cnjy.com )一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1，如兔是初级消费者，是第二营养级；②某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群；③同一消费者在不同食物链中，可以占据不同的营养级，如狼占据了第三、第四营养级；④在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐之间既有捕食关系，又有竞争关系。
考点二. 生态系统的功能
1.生态系统的能量流动
起点：从生产者固定太阳能开始。
途径：食物链、食物网。
特点：单向流动、逐级递减。
每一营养级的生物获得的能量的去向主要有：
I．被该营养级生物呼吸作用分解消耗一部分，其中ATP用于生命活动，热能从生物群落中散失到大气中。
Ⅱ.进入下一营养级生物(最高营养级生物除外)。
Ⅲ．动植物遗体、枯枝落叶等被分解者利用。IV．未被利用的一部分。
能量的散失:生态系统中的能量最终是以热能的形式散失，不能重复利用，所以能量流动是不循环的。
研究能量流动的意义：①实现能量的多 ( http: / / www.21cnjy.com )级利用，从而提高能量的利用率；②合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
2.生态系统的物质循环（如图）
概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
特点：具有全球性、能够循环反复利用。
3.生态系统的信息传递图解
( http: / / www.21cnjy.com )
4．能量流动、物质循环和信息传递的区别与联系
项目 能量流动 物质循环 信息传递
来源 太阳能 生态系统 生物与生物之间或生物与无机环境之间
途径 食物链和食物网 食物链和食物网 多种途径
特点 单向流动，逐级递减 反复利用，循环流动，全球性 往往具有双向性
范围 食物链各营养级生物间 生物圈 生物与生物或生物与无机环境之间
联系 共同把生态系统各成分联系成一个统一的整体，并调节生态系统的稳定性
考点三. 生态系统的稳定性及保护
1.生态系统的稳定性
（1）生态系统的稳定性包括生态系统的抵抗力稳定性和生态系统的恢复力稳定性两个方面。
（2）生态系统具有稳定性的原因是由于生态系统具有自我调节能力；负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
（3）生态系统遭到破坏后逐渐恢复， ( http: / / www.21cnjy.com )反映了生态系统具有恢复力稳定性；生态系统遭到外界因素干扰，逐渐恢复，反映了生态系统具有抵抗力稳定性，二者相互作用保证生态系统的相对稳定。
（4）生态系统中生物种类越多，生物之间的关系越复杂，其抵抗力稳定性越强。
2.生物多样性及其保护
（1）生物多样性的三个层次：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
（2）生物多样性的保护措施：就地保护（最有效的保护）、易地保护、利用生物技术进行保护、加强教育和法制管理。
3.生态系统稳定性的调节
( http: / / www.21cnjy.com )
4.环境污染的来源与后果
( http: / / www.21cnjy.com )
巧点妙拨
1.病毒在生态系统中应属于消费者。病毒是非细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞结构的生物，主要由核酸（DNA或RNA）和蛋白质构成，其生存的环境仅限于活细胞内。病毒繁殖时是由自身的遗传物质利用寄主细胞里的有机物为原料来合成自身物质的，并没有把寄主细胞里的有机物分解成无机物回归到无机环境中，可见，病毒不能作为分解者，应属于消费者。
2.流入到各级消费者的总能量是指各级消费者所同化的能量，排出的粪便中的能量不计入排便生物所同化的能量中，而是上一个营养级的能量。
3.能量流动之所以是单向的 ( http: / / www.21cnjy.com )，原因是：（1）食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果；（2）各营养级的能量大部分以呼吸作用产生的热能形式散失掉，这些能量是生物无法利用的。
4.能量流动逐级递减的原因是：第一，各营养级的生物都因呼吸消耗了大部分能量；第二，各营养级总有一部分生物未被下一营养级利用，如枯枝败叶。
5.生态系统的能量传递效 ( http: / / www.21cnjy.com )率为10%～20% ，是指一个营养级的总能量大约只有10% ～20% 传递到下一个营养级。（有些特殊情况下，可能会超出这个范围）
【典题对应】
例1.（2012安徽，30）Ⅱ.某弃耕 ( http: / / www.21cnjy.com )地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/（hm2 a）。
植物 田鼠 鼬
固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量
2.45×1011 1.05×109 7.50×108 7.15×108 2.44×107 2.25×107 2.18×107
（1）能量从田鼠传递到鼬的效率是 。
（2）在研究能量流动时，可通过标志重捕 ( http: / / www.21cnjy.com )法调查田鼠种群密度。在1 hm2范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是 只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果 。
（3）田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%～5%用于 ，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
（4）鼬能够依据田鼠留下的气味去猎 ( http: / / www.21cnjy.com )捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够 ，维持生态系统的稳定。
解析：（1）能量传递效率为两相邻营养级之 ( http: / / www.21cnjy.com )间同化量的比值，即（2.25×107）/（7.50×108）×100%＝3%。（2）根据标志重捕法的计算公式40/N＝15/30得，N＝80只。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，即重捕个体中标记个体数减少，则估算值N值偏高。（3）恒温动物借助有氧呼吸释放的热能来维持体温的恒定，故其同化量中只有小部分用于自身的生长、发育和繁殖。
答案：（1）3% （2）80 偏高 （3）自身的生长、发育和繁殖 （4）调节生物的种间关系
命题意图：本题综合考查种群密度的调查方法、生态系统的功能及解读图表数据的能力和综合分析能力。
名师坐堂：本题考查生态系统中的一些基 ( http: / / www.21cnjy.com )本规律，如能量传递效率的计算公式，标志重捕法的计算，各营养级的能量去向，信息传递的类型等问题，考生应注重基础知识的理解和识记。
例2.（2012山东卷，26）下图中，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后，其未来种群数量变化三种可能的情况。
（1）图中曲线_____说明该种群对其 ( http: / / www.21cnjy.com )栖息地的破坏程度较轻。当曲线Ⅲ趋近零时，对该动物种群已不宜采取_____保护的措施。图中阴影部分可能引起该种群的______发生改变，进而导致物种进化。
（2）若图中物种处于最高营养级 ( http: / / www.21cnjy.com )，当其数量下降，且其他条件不变时，流向该营养级其他物种的能量会_______。处于该营养级物种的种间关系是_________。
（3）若图中物种为食草动物，当看到青草明显减少时，部分个体会另觅食地，这体现了生态系统的
功能。
（4）人类对野生动物栖息地的过度利用也 ( http: / / www.21cnjy.com )会导致出现图中的三种情况。16世纪以来，世界人口表现为“J”型增长，因此需控制“J”型增长方程式中______参数，以实现人口和野生动物资源的协调发展。
解析：在环境条件有限的情况下，种群数量到达 ( http: / / www.21cnjy.com )K值之后，未来数量的变化趋势与其栖息地的破坏程度或变化有关，破坏程度越小，种群数量保有量越大，当种群数量趋于0或环境容纳量很小时，说明该地域已不适合该生物生存，需进行迁地保护。种群数量变动中的λ为种群数量在一年间的增长倍数，该值越大，种群数量增长越快。在能量传递效率不变的情况下，某一营养级中某种生物数量的下降必然会导致流向同一营养级中其它生物能量的增加，同一营养级各种生物之间有相同的食物来源和生存空间，它们之间属于竞争关系。在生态系统中，对于食草动物而言，青草的颜色或多少属于营养信息或物理信息，通过信息传递可以调节种间关系，从而维持生态系统的稳定。
答案：（1）I 就地（或建立自然保护区） 基因频率 （2）增加 竞争 （3）信息传递 （4）λ
命题意图：本题以种群的数量变 ( http: / / www.21cnjy.com )化为背景，综合考查种群的数量变化、群落的特征、生态系统的功能以及生物的进化等基础知识，考查识图能力和获取信息的能力。
名师坐堂：该题目的难度适中，需要考生掌握与生态系统相关的一些基础知识，尤其是对“J”型和“S”型曲线变化的理解。
授之以渔 能量流动中有关几种“最值”的计算
一般情况下，能量在两个相邻营养级之间的 ( http: / / www.21cnjy.com )传递效率是10～20%，故在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量的最低传递效率为10%，最高传递效率为20%。这一关系可用下图来表示：
【命题趋向】
本专题的命题素材主要来源于各种生产和生 ( http: / / www.21cnjy.com )活实际，要求考生关注现实问题、关注生命科学发展的热点问题。高考考点主要分布在：种间关系的经典研究案例，种群与生物群落、物质循环与能量流动之间的关系，营养级、食物链与食物网、生态系统稳定性的分类，生态平衡的原理与应用，环境污染，水体污染及自动净化原理，森林在环境保护中的作用等。
此外，在综合题中还可以将细胞亚显微结构基 ( http: / / www.21cnjy.com )础、光合作用、呼吸作用、能量代谢等与生态系统的结构融为一体进行考查，还可以给出题目进行实验设计、实验分析等。
【直击高考】
1.右图为某生态系统食物网简图，若E生物种群 ( http: / / www.21cnjy.com )总能量为7.1×109kJ，B生物种群总能量为2.3×108kJ，从理论上计算，A贮存的总能量最少为（ ）
A.7.1×108kJ B.4.8×107kJ C.5.95×107kJ D.2.3×107kJ
2.(2010·山东卷)以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是（ ）
A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物 B．哺乳动物的③/①值一般为10%-20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值 D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
3.（2013新课标Ⅰ卷）某农场面积 ( http: / / www.21cnjy.com )约140hm2，农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了很好的生存条件，鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食。某实验小组用标志重捕法调查黑线姬鼠的种群密度，第一次捕获了100只，标记后全部放掉，第二次捕获了280只，发现其中有2只带有标记。下列叙述错误的是（ ）
A.鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度
B.该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只/ hm2
C.黑线姬鼠种群数量下降说明该农场群落的丰富度下降
D.植物→鼠→鹰这条食物链中，第三营养级含能量最少
4.如图为某海湾大陆架的食物网。浮游植物急剧增加时会引起（ ）
A.a和b的数量保持“J”型增长
B.c与d因食物丰富而竞争加剧
C.c、d和e的数量可能大量减少
D.b的食性和营养级发生改变
5.图甲是某生态系统碳循环示意图，其中 ( http: / / www.21cnjy.com )A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5表示有关的生理过程，图乙为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况，下列说法正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A.图甲中，B位于食物链的第四营养级
B.图甲中过程1只代表光合作用，2、3、4、5过程是呼吸作用
C.在图乙的食物链中，②/①的比值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率
D.在图乙中③和④是兔同化量的一部分
6.（2012江苏卷）江苏某小型天然湖泊 ( http: / / www.21cnjy.com )原有少量鱼类，后改造为人工鱼塘，投饵养殖植食性鱼类和肉食性鱼类，两类鱼均无滤食浮游生物的能力。养殖前后生态调查的数据见下表，请回答下列问题：
生物类群、物种数和生物量 调查结果
2007年(养殖前) 2010年(养殖后)
水生高等植物 物种数 13 5
生物量(湿重kg/1000m2) 560 20
浮游藻类 物种数 11 20
生物量(干重g/m3) 2 10
鱼类 物种数 15 8
生物量(湿重kg/1000m2) 30 750
虾、贝等小型动物 物种数 25 8
生物量(湿重kg/1000m2) 55 13
（1）改为人工鱼塘后，该湖泊生物群落的 结构发生了显著变化。
（2）从种间关系的角度分析，水生高等植物明显减少的直接原因是 、 。
（3）从表中可以推测，与2007年 ( http: / / www.21cnjy.com )相比，2010年湖水中生物体内所含的总能量显著增加，其主要原因是 。
（4）动物能摄食鱼饵料。如果肉食性鱼 ( http: / / www.21cnjy.com )类只摄食虾、贝等小型动物，可以推测在相同饲养条件下2010年肉食性鱼类的总量将会 ，植食性鱼类的总量将会 。
（5）若对该湖泊进行生态修复，除停止养 ( http: / / www.21cnjy.com )鱼外，还需恢复水生高等植物，以抑制浮游藻类生长。在这一过程中水生高等植物的直接作用是 、 。
7.下图表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。B图是将A图中的各营养
级所含有的生物进行分类剖析，图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量（假设它不被下一营养级利用），e、e1、e2表示呼吸消耗量。据图回答。
（1）如设种群Q1、Q2的个 ( http: / / www.21cnjy.com )体数为N1、N2，平均每个个体所占的能量为W1、W2，那么，N1、W1与N2、W2之间的关系是_________________________________。
（2）每年流入这个生态系统的总能量是________________（用B图中的英文字母表示）。
（3）B图中的b1和d1表示______________________。
（4）若P和Q1同化作用固 ( http: / / www.21cnjy.com )定能量的总量分别为480J/（cm2．a），72 J/（cm2．a），生物体内贮存的能量分别为200J/（cm2．a）和24J/（cm2．a）。那么，能量从P传递到Q1的效率为____________。
8.（2013新课标Ⅰ卷）南方某地的常绿阔 ( http: / / www.21cnjy.com )叶林等因过度砍伐而遭到破坏。停止砍伐一段时间后，该地常绿阔叶林逐步得以恢复。下表为恢复过程一次更替的群落类型及其植物组成。
演替阶段 群落类型 植物种类数/中
草本植物 灌木 乔木
1 草丛 34 0 0
2 针叶林 52 12 1
3 针、阔叶混交林 67 24 17
4 常绿阔叶林 106 31 16
回答下列问题：
（1）该地常绿阔叶林恢复过程中群落演替的类型 ( http: / / www.21cnjy.com )为 演替。常绿阔叶林遭到破坏后又得以恢复的原因，除了植物的种子或者繁殖体可得到保留外，还可能是原有的 条件也得到基本保留。
（2）在有上述群落构成的生态系统中，恢复力稳 ( http: / / www.21cnjy.com )定性最强的是 生态系统，抵抗力稳定性最强的是 生态系统。
（3）与草丛相比，针叶林的动物分层现象较为 （填“简单”或“复杂”），原因是 。
9.我国的湖泊水体富营养化是 ( http: / / www.21cnjy.com )普遍存在的环境问题，富营养化容易导致水华爆发。下图为某淡水湖泊的主要能量传递渠道，科学家据图提出了两种预防水华爆发的理论并付诸实践。请回答相关问题：
(1)湖泊中的浮游藻类属于生态系统的________。
(2)若湖泊中爆发水华，说明氮、磷无机盐的积累已超出了生态系统的____________，导致______稳定性降低。
(3)预防水华的“理论一”和实践结果：
①核心内容：清除图中________，保护浮游动物，使浮游藻类被大量捕食。
②实践结果：不能长期有效控制水华发生。③导致该结果的原因不可能是________。
A.浮游动物个体较小，不能有效捕食集结成群的藻类
B.浮游动物摄食藻类后很快释放可溶性氮、磷，促进浮游藻类繁殖
C.鱼类Ⅱ大量滤食较大型的浮游动物，食物链遭到破坏
D.氮、磷没有输出该生态系统
(4)预防水华的“理论二”和实践结果：
①核心内容：高密度养殖鱼类Ⅰ(主要是鲢、鳙)，直接滤食_____，
并且定期输出鱼类Ⅰ产品从而降低水体中_____，从根本上预防水华的爆发。
②实践结果：在大部分湖泊中，鱼类Ⅰ的密度达到一定值以后，能有效控制水华爆发。
③若浮游藻类相对生物量低于4时水质合格，根据图示判断能有效控制水华爆发的鱼类Ⅰ的相对生物量是________________。
10.为找出更好的污染治理措施， ( http: / / www.21cnjy.com )科研人员做了相关研究。图甲表示某地排污池下游河道中溶解氧及铵盐含量的测定结果，表乙表示对几种生物研究的相关结果。请回答。
生物 毒素含量ug/L 铵盐吸收率 有机物去除率
硅藻 0.1 52% 0
蓝藻 0.554 78% 0
红假单胞光合细菌 0 87% 92%
（1）从生态系统的组成成分看，表乙中红假单胞光合细菌属于 。
（2）取水样2L，摇匀后等量分装在黑、 ( http: / / www.21cnjy.com )白2个瓶中。测得12h内黑瓶氧气下降量为2mg，1d内白瓶氧气增加量为6mg，不计温度影响，则一天内藻类实际产氧量为 mg/L。
（3）线虫以藻类为食，鲫鱼以藻类和 ( http: / / www.21cnjy.com )线虫为食。若去掉线虫，鲫鱼的总能量变化趋势是 ，其原因是 。
（4）9～12天，水中溶氧量快 ( http: / / www.21cnjy.com )速下降,其主要原因是 。由于表层藻类的遮光作用使得沉水植物光合作用 阶段产生 减少，光合作用急剧下降，最后大量死亡。
（5）据表分析，治理水华效果最好的生物是 ，理由是 。
答案
1.B
2.C 解析：恒温动物需要消耗 ( http: / / www.21cnjy.com )更多的能量维持体温，所以有机物的积累量（④）较少，其④/③一般高于变温动物。哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为：③/（①+未获取量）。肉食动物与草食动物的③/②大小无法比较。③/②越高，说明有更多的食入量转变成饲养动物的同化量，有利于提高动物的生长量。
3.C 解析：鹰是黑线姬鼠的天敌，引 ( http: / / www.21cnjy.com )入天敌后，会引起黑线姬鼠种群密度下降；种群密度=280×100÷2÷140＝100只/hm2；物种丰富度是指群落中种群的数量，而非指某个种群中个体的数量；能量传递过程中是逐级递减的，第三营养级能量最少D。
4.C 解析：a和b以浮游植物为 ( http: / / www.21cnjy.com )食，浮游植物急剧增加，捕食者数量会随之增加但不能呈“J”型增长，因为还受到空间等其他因素影响。c与d因为食物丰富起来它们之间的竞争关系会得以缓解所以不会加剧，动物之间的竞争主要是食物和栖息地，而c、d没有共同的食物来源，栖息地也未给出信息，所以不会出现竞争加剧。浮游植物大量增加可能形成赤潮，需氧细菌分解藻类遗体等导致水中氧分耗尽，厌氧细菌会产生有毒物质(如甲烷等)，导致水中其他生物因此大量死亡；同时，藻类的快速生长，在水面形成一层膜，阻断了空气和阳光的进入。植食者的食性和营养级不会因为其他营养级的变化而发生改变。
5.C
6.（1）食物链 （2）捕食者（植 ( http: / / www.21cnjy.com )食性鱼类）增加 竞争者（浮游藻类）大量繁殖 （3）投饵输入大量能量 （4）减少 增加 （5）吸收营养物质 竞争光照
7.(1)W1·N1＞W2·N2 (2)b＋c＋d＋e (3)未被Q2利用的能量 流向分解者的能量 (4)15％
8.（1）次生 土壤 （2）草丛 常绿阔叶林 复杂 针叶林中植物群落的垂直结构更复杂
9.（1）生产者 （2）自我调节能力 抵抗力 （3）鱼类Ⅰ C （4）浮游藻类和浮游动物 氮、磷含量 大于N6
10.（1）生产者和分解者 （2）1 ( http: / / www.21cnjy.com )0 （3）增加 食物链缩短，降低耗能（或：“营养级越少，在能量流动过程中消耗能量越少”） （4）藻类（死亡增多）光合作用产氧量减少，需氧细菌耗氧量增多 光反应 ATP和[H] （5）红假单胞光合菌 不产毒素，能去除有机物
天
含量（mg/L）
20
40
60
80
0
3
6
9
12
15
甲
溶解氧
铵 盐
乙
【考点精要】
考点一. 生态系统的结构
生态系统的结构包括生态系统的成分和生态系统的营养结构（食物链和食物网）。
1.生态系统的成分
生态系统的成分包括：①非生物的物质和能量 ( http: / / www.21cnjy.com )——阳光、热能、空气、无机盐等；②生产者——自养型生物（光合作用类型，如绿色植物；化能合成作用类型，如硝化细菌。其作用是将无机物合成有机物，是生态系统的主要成分，是生态系统的基石）；③消费者——异养型生物（促进生态系统的物质循环和能量流动）；④分解者——异养型生物（腐生生活的细菌和真菌；腐生生活的动物。其作用是将有机物分解为无机物返回到无机环境中，是生态系统的主要成分。）
2.生态系统中成分的判断方法：
(1)先据“双向箭头”确定“非生物的物质和 ( http: / / www.21cnjy.com )能量”和“生产者”，再根据两者中有“3”个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指入箭头的C为“非生物的物质和能量”，最后根据D→A、A→B、D→B，确定A为消费者，B为分解者。
(2)若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A主要为动物，B主要为腐生的细菌和真菌。
（3）典型图解（右图）解读
根据①与③之间的双向箭头和指向③的4个箭头 ( http: / / www.21cnjy.com )判断：①是生产者，③是非生物的物质和能量。根据①②④的箭头都指向⑤，可进一步判断：②是初级消费者，④是次级消费者，⑤是分解者。
3．生态系统的营养结构
食物链和食物网是生态系统的营养结构。
（1）食物链（高中阶段指捕 ( http: / / www.21cnjy.com )食链）——生物群落中，各种生物之间由于捕食的关系所形成的一种线性关系。书写食物链注意的事项：①起点是生产者；②只有生产者和消费者。
（2）食物网——食物链彼此相互交错连接成的复杂的营养结构。
与生态系统稳定性的关系：生物种类越多，营养结构越复杂的生态系统，其抵抗力稳定性越强。
食物链、食物网的功能：是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
（3）生态系统的营养结构分析：①由于第 ( http: / / www.21cnjy.com )一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1，如兔是初级消费者，是第二营养级；②某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群；③同一消费者在不同食物链中，可以占据不同的营养级，如狼占据了第三、第四营养级；④在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐之间既有捕食关系，又有竞争关系。
考点二. 生态系统的功能
1.生态系统的能量流动
起点：从生产者固定太阳能开始。
途径：食物链、食物网。
特点：单向流动、逐级递减。
每一营养级的生物获得的能量的去向主要有：
I．被该营养级生物呼吸作用分解消耗一部分，其中ATP用于生命活动，热能从生物群落中散失到大气中。
Ⅱ.进入下一营养级生物(最高营养级生物除外)。
Ⅲ．动植物遗体、枯枝落叶等被分解者利用。IV．未被利用的一部分。
能量的散失:生态系统中的能量最终是以热能的形式散失，不能重复利用，所以能量流动是不循环的。
研究能量流动的意义：①实现能量的多 ( http: / / www.21cnjy.com )级利用，从而提高能量的利用率；②合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
2.生态系统的物质循环（如图）
概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
特点：具有全球性、能够循环反复利用。
3.生态系统的信息传递图解
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4．能量流动、物质循环和信息传递的区别与联系
项目 能量流动 物质循环 信息传递
来源 太阳能 生态系统 生物与生物之间或生物与无机环境之间
途径 食物链和食物网 食物链和食物网 多种途径
特点 单向流动，逐级递减 反复利用，循环流动，全球性 往往具有双向性
范围 食物链各营养级生物间 生物圈 生物与生物或生物与无机环境之间
联系 共同把生态系统各成分联系成一个统一的整体，并调节生态系统的稳定性
考点三. 生态系统的稳定性及保护
1.生态系统的稳定性
（1）生态系统的稳定性包括生态系统的抵抗力稳定性和生态系统的恢复力稳定性两个方面。
（2）生态系统具有稳定性的原因是由于生态系统具有自我调节能力；负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
（3）生态系统遭到破坏后逐渐恢复， ( http: / / www.21cnjy.com )反映了生态系统具有恢复力稳定性；生态系统遭到外界因素干扰，逐渐恢复，反映了生态系统具有抵抗力稳定性，二者相互作用保证生态系统的相对稳定。
（4）生态系统中生物种类越多，生物之间的关系越复杂，其抵抗力稳定性越强。
2.生物多样性及其保护
（1）生物多样性的三个层次：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。
（2）生物多样性的保护措施：就地保护（最有效的保护）、易地保护、利用生物技术进行保护、加强教育和法制管理。
3.生态系统稳定性的调节
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4.环境污染的来源与后果
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巧点妙拨
1.病毒在生态系统中应属于消费者。病毒是非细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞结构的生物，主要由核酸（DNA或RNA）和蛋白质构成，其生存的环境仅限于活细胞内。病毒繁殖时是由自身的遗传物质利用寄主细胞里的有机物为原料来合成自身物质的，并没有把寄主细胞里的有机物分解成无机物回归到无机环境中，可见，病毒不能作为分解者，应属于消费者。
2.流入到各级消费者的总能量是指各级消费者所同化的能量，排出的粪便中的能量不计入排便生物所同化的能量中，而是上一个营养级的能量。
3.能量流动之所以是单向的 ( http: / / www.21cnjy.com )，原因是：（1）食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果；（2）各营养级的能量大部分以呼吸作用产生的热能形式散失掉，这些能量是生物无法利用的。
4.能量流动逐级递减的原因是：第一，各营养级的生物都因呼吸消耗了大部分能量；第二，各营养级总有一部分生物未被下一营养级利用，如枯枝败叶。
5.生态系统的能量传递效 ( http: / / www.21cnjy.com )率为10%～20% ，是指一个营养级的总能量大约只有10% ～20% 传递到下一个营养级。（有些特殊情况下，可能会超出这个范围）
【典题对应】
例1.（2012安徽，30）Ⅱ.某弃耕 ( http: / / www.21cnjy.com )地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/（hm2 a）。
植物 田鼠 鼬
固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量
2.45×1011 1.05×109 7.50×108 7.15×108 2.44×107 2.25×107 2.18×107
（1）能量从田鼠传递到鼬的效率是 。
（2）在研究能量流动时，可通过标志重捕 ( http: / / www.21cnjy.com )法调查田鼠种群密度。在1 hm2范围内，第一次捕获并标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是 只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果 。
（3）田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%～5%用于 ，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
（4）鼬能够依据田鼠留下的气味去猎 ( http: / / www.21cnjy.com )捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够 ，维持生态系统的稳定。
解析：（1）能量传递效率为两相邻营养级之 ( http: / / www.21cnjy.com )间同化量的比值，即（2.25×107）/（7.50×108）×100%＝3%。（2）根据标志重捕法的计算公式40/N＝15/30得，N＝80只。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，即重捕个体中标记个体数减少，则估算值N值偏高。（3）恒温动物借助有氧呼吸释放的热能来维持体温的恒定，故其同化量中只有小部分用于自身的生长、发育和繁殖。
答案：（1）3% （2）80 偏高 （3）自身的生长、发育和繁殖 （4）调节生物的种间关系
命题意图：本题综合考查种群密度的调查方法、生态系统的功能及解读图表数据的能力和综合分析能力。
名师坐堂：本题考查生态系统中的一些基 ( http: / / www.21cnjy.com )本规律，如能量传递效率的计算公式，标志重捕法的计算，各营养级的能量去向，信息传递的类型等问题，考生应注重基础知识的理解和识记。
例2.（2012山东卷，26）下图中，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后，其未来种群数量变化三种可能的情况。
（1）图中曲线_____说明该种群对其 ( http: / / www.21cnjy.com )栖息地的破坏程度较轻。当曲线Ⅲ趋近零时，对该动物种群已不宜采取_____保护的措施。图中阴影部分可能引起该种群的______发生改变，进而导致物种进化。
（2）若图中物种处于最高营养级 ( http: / / www.21cnjy.com )，当其数量下降，且其他条件不变时，流向该营养级其他物种的能量会_______。处于该营养级物种的种间关系是_________。
（3）若图中物种为食草动物，当看到青草明显减少时，部分个体会另觅食地，这体现了生态系统的
功能。
（4）人类对野生动物栖息地的过度利用也 ( http: / / www.21cnjy.com )会导致出现图中的三种情况。16世纪以来，世界人口表现为“J”型增长，因此需控制“J”型增长方程式中______参数，以实现人口和野生动物资源的协调发展。
解析：在环境条件有限的情况下，种群数量到达 ( http: / / www.21cnjy.com )K值之后，未来数量的变化趋势与其栖息地的破坏程度或变化有关，破坏程度越小，种群数量保有量越大，当种群数量趋于0或环境容纳量很小时，说明该地域已不适合该生物生存，需进行迁地保护。种群数量变动中的λ为种群数量在一年间的增长倍数，该值越大，种群数量增长越快。在能量传递效率不变的情况下，某一营养级中某种生物数量的下降必然会导致流向同一营养级中其它生物能量的增加，同一营养级各种生物之间有相同的食物来源和生存空间，它们之间属于竞争关系。在生态系统中，对于食草动物而言，青草的颜色或多少属于营养信息或物理信息，通过信息传递可以调节种间关系，从而维持生态系统的稳定。
答案：（1）I 就地（或建立自然保护区） 基因频率 （2）增加 竞争 （3）信息传递 （4）λ
命题意图：本题以种群的数量变 ( http: / / www.21cnjy.com )化为背景，综合考查种群的数量变化、群落的特征、生态系统的功能以及生物的进化等基础知识，考查识图能力和获取信息的能力。
名师坐堂：该题目的难度适中，需要考生掌握与生态系统相关的一些基础知识，尤其是对“J”型和“S”型曲线变化的理解。
授之以渔 能量流动中有关几种“最值”的计算
一般情况下，能量在两个相邻营养级之间的 ( http: / / www.21cnjy.com )传递效率是10～20%，故在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量的最低传递效率为10%，最高传递效率为20%。这一关系可用下图来表示：
【命题趋向】
本专题的命题素材主要来源于各种生产和生 ( http: / / www.21cnjy.com )活实际，要求考生关注现实问题、关注生命科学发展的热点问题。高考考点主要分布在：种间关系的经典研究案例，种群与生物群落、物质循环与能量流动之间的关系，营养级、食物链与食物网、生态系统稳定性的分类，生态平衡的原理与应用，环境污染，水体污染及自动净化原理，森林在环境保护中的作用等。
此外，在综合题中还可以将细胞亚显微结构基 ( http: / / www.21cnjy.com )础、光合作用、呼吸作用、能量代谢等与生态系统的结构融为一体进行考查，还可以给出题目进行实验设计、实验分析等。
【直击高考】
1.右图为某生态系统食物网简图，若E生物种群 ( http: / / www.21cnjy.com )总能量为7.1×109kJ，B生物种群总能量为2.3×108kJ，从理论上计算，A贮存的总能量最少为（ ）
A.7.1×108kJ B.4.8×107kJ C.5.95×107kJ D.2.3×107kJ
2.(2010·山东卷)以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是（ ）
A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物 B．哺乳动物的③/①值一般为10%-20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值 D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
3.（2013新课标Ⅰ卷）某农场面积 ( http: / / www.21cnjy.com )约140hm2，农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了很好的生存条件，鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食。某实验小组用标志重捕法调查黑线姬鼠的种群密度，第一次捕获了100只，标记后全部放掉，第二次捕获了280只，发现其中有2只带有标记。下列叙述错误的是（ ）
A.鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度
B.该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只/ hm2
C.黑线姬鼠种群数量下降说明该农场群落的丰富度下降
D.植物→鼠→鹰这条食物链中，第三营养级含能量最少
4.如图为某海湾大陆架的食物网。浮游植物急剧增加时会引起（ ）
A.a和b的数量保持“J”型增长
B.c与d因食物丰富而竞争加剧
C.c、d和e的数量可能大量减少
D.b的食性和营养级发生改变
5.图甲是某生态系统碳循环示意图，其中 ( http: / / www.21cnjy.com )A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5表示有关的生理过程，图乙为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况，下列说法正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A.图甲中，B位于食物链的第四营养级
B.图甲中过程1只代表光合作用，2、3、4、5过程是呼吸作用
C.在图乙的食物链中，②/①的比值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率
D.在图乙中③和④是兔同化量的一部分
6.（2012江苏卷）江苏某小型天然湖泊 ( http: / / www.21cnjy.com )原有少量鱼类，后改造为人工鱼塘，投饵养殖植食性鱼类和肉食性鱼类，两类鱼均无滤食浮游生物的能力。养殖前后生态调查的数据见下表，请回答下列问题：
生物类群、物种数和生物量 调查结果
2007年(养殖前) 2010年(养殖后)
水生高等植物 物种数 13 5
生物量(湿重kg/1000m2) 560 20
浮游藻类 物种数 11 20
生物量(干重g/m3) 2 10
鱼类 物种数 15 8
生物量(湿重kg/1000m2) 30 750
虾、贝等小型动物 物种数 25 8
生物量(湿重kg/1000m2) 55 13
（1）改为人工鱼塘后，该湖泊生物群落的 结构发生了显著变化。
（2）从种间关系的角度分析，水生高等植物明显减少的直接原因是 、 。
（3）从表中可以推测，与2007年 ( http: / / www.21cnjy.com )相比，2010年湖水中生物体内所含的总能量显著增加，其主要原因是 。
（4）动物能摄食鱼饵料。如果肉食性鱼 ( http: / / www.21cnjy.com )类只摄食虾、贝等小型动物，可以推测在相同饲养条件下2010年肉食性鱼类的总量将会 ，植食性鱼类的总量将会 。
（5）若对该湖泊进行生态修复，除停止养 ( http: / / www.21cnjy.com )鱼外，还需恢复水生高等植物，以抑制浮游藻类生长。在这一过程中水生高等植物的直接作用是 、 。
7.下图表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。B图是将A图中的各营养
级所含有的生物进行分类剖析，图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量（假设它不被下一营养级利用），e、e1、e2表示呼吸消耗量。据图回答。
（1）如设种群Q1、Q2的个 ( http: / / www.21cnjy.com )体数为N1、N2，平均每个个体所占的能量为W1、W2，那么，N1、W1与N2、W2之间的关系是_________________________________。
（2）每年流入这个生态系统的总能量是________________（用B图中的英文字母表示）。
（3）B图中的b1和d1表示______________________。
（4）若P和Q1同化作用固 ( http: / / www.21cnjy.com )定能量的总量分别为480J/（cm2．a），72 J/（cm2．a），生物体内贮存的能量分别为200J/（cm2．a）和24J/（cm2．a）。那么，能量从P传递到Q1的效率为____________。
8.（2013新课标Ⅰ卷）南方某地的常绿阔 ( http: / / www.21cnjy.com )叶林等因过度砍伐而遭到破坏。停止砍伐一段时间后，该地常绿阔叶林逐步得以恢复。下表为恢复过程一次更替的群落类型及其植物组成。
演替阶段 群落类型 植物种类数/中
草本植物 灌木 乔木
1 草丛 34 0 0
2 针叶林 52 12 1
3 针、阔叶混交林 67 24 17
4 常绿阔叶林 106 31 16
回答下列问题：
（1）该地常绿阔叶林恢复过程中群落演替的类型 ( http: / / www.21cnjy.com )为 演替。常绿阔叶林遭到破坏后又得以恢复的原因，除了植物的种子或者繁殖体可得到保留外，还可能是原有的 条件也得到基本保留。
（2）在有上述群落构成的生态系统中，恢复力稳 ( http: / / www.21cnjy.com )定性最强的是 生态系统，抵抗力稳定性最强的是 生态系统。
（3）与草丛相比，针叶林的动物分层现象较为 （填“简单”或“复杂”），原因是 。
9.我国的湖泊水体富营养化是 ( http: / / www.21cnjy.com )普遍存在的环境问题，富营养化容易导致水华爆发。下图为某淡水湖泊的主要能量传递渠道，科学家据图提出了两种预防水华爆发的理论并付诸实践。请回答相关问题：
(1)湖泊中的浮游藻类属于生态系统的________。
(2)若湖泊中爆发水华，说明氮、磷无机盐的积累已超出了生态系统的____________，导致______稳定性降低。
(3)预防水华的“理论一”和实践结果：
①核心内容：清除图中________，保护浮游动物，使浮游藻类被大量捕食。
②实践结果：不能长期有效控制水华发生。③导致该结果的原因不可能是________。
A.浮游动物个体较小，不能有效捕食集结成群的藻类
B.浮游动物摄食藻类后很快释放可溶性氮、磷，促进浮游藻类繁殖
C.鱼类Ⅱ大量滤食较大型的浮游动物，食物链遭到破坏
D.氮、磷没有输出该生态系统
(4)预防水华的“理论二”和实践结果：
①核心内容：高密度养殖鱼类Ⅰ(主要是鲢、鳙)，直接滤食_____，
并且定期输出鱼类Ⅰ产品从而降低水体中_____，从根本上预防水华的爆发。
②实践结果：在大部分湖泊中，鱼类Ⅰ的密度达到一定值以后，能有效控制水华爆发。
③若浮游藻类相对生物量低于4时水质合格，根据图示判断能有效控制水华爆发的鱼类Ⅰ的相对生物量是________________。
10.为找出更好的污染治理措施， ( http: / / www.21cnjy.com )科研人员做了相关研究。图甲表示某地排污池下游河道中溶解氧及铵盐含量的测定结果，表乙表示对几种生物研究的相关结果。请回答。
生物 毒素含量ug/L 铵盐吸收率 有机物去除率
硅藻 0.1 52% 0
蓝藻 0.554 78% 0
红假单胞光合细菌 0 87% 92%
（1）从生态系统的组成成分看，表乙中红假单胞光合细菌属于 。
（2）取水样2L，摇匀后等量分装在黑、 ( http: / / www.21cnjy.com )白2个瓶中。测得12h内黑瓶氧气下降量为2mg，1d内白瓶氧气增加量为6mg，不计温度影响，则一天内藻类实际产氧量为 mg/L。
（3）线虫以藻类为食，鲫鱼以藻类和 ( http: / / www.21cnjy.com )线虫为食。若去掉线虫，鲫鱼的总能量变化趋势是 ，其原因是 。
（4）9～12天，水中溶氧量快 ( http: / / www.21cnjy.com )速下降,其主要原因是 。由于表层藻类的遮光作用使得沉水植物光合作用 阶段产生 减少，光合作用急剧下降，最后大量死亡。
（5）据表分析，治理水华效果最好的生物是 ，理由是 。
答案
1.B
2.C 解析：恒温动物需要消耗 ( http: / / www.21cnjy.com )更多的能量维持体温，所以有机物的积累量（④）较少，其④/③一般高于变温动物。哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为：③/（①+未获取量）。肉食动物与草食动物的③/②大小无法比较。③/②越高，说明有更多的食入量转变成饲养动物的同化量，有利于提高动物的生长量。
3.C 解析：鹰是黑线姬鼠的天敌，引 ( http: / / www.21cnjy.com )入天敌后，会引起黑线姬鼠种群密度下降；种群密度=280×100÷2÷140＝100只/hm2；物种丰富度是指群落中种群的数量，而非指某个种群中个体的数量；能量传递过程中是逐级递减的，第三营养级能量最少D。
4.C 解析：a和b以浮游植物为 ( http: / / www.21cnjy.com )食，浮游植物急剧增加，捕食者数量会随之增加但不能呈“J”型增长，因为还受到空间等其他因素影响。c与d因为食物丰富起来它们之间的竞争关系会得以缓解所以不会加剧，动物之间的竞争主要是食物和栖息地，而c、d没有共同的食物来源，栖息地也未给出信息，所以不会出现竞争加剧。浮游植物大量增加可能形成赤潮，需氧细菌分解藻类遗体等导致水中氧分耗尽，厌氧细菌会产生有毒物质(如甲烷等)，导致水中其他生物因此大量死亡；同时，藻类的快速生长，在水面形成一层膜，阻断了空气和阳光的进入。植食者的食性和营养级不会因为其他营养级的变化而发生改变。
5.C
6.（1）食物链 （2）捕食者（植 ( http: / / www.21cnjy.com )食性鱼类）增加 竞争者（浮游藻类）大量繁殖 （3）投饵输入大量能量 （4）减少 增加 （5）吸收营养物质 竞争光照
7.(1)W1·N1＞W2·N2 (2)b＋c＋d＋e (3)未被Q2利用的能量 流向分解者的能量 (4)15％
8.（1）次生 土壤 （2）草丛 常绿阔叶林 复杂 针叶林中植物群落的垂直结构更复杂
9.（1）生产者 （2）自我调节能力 抵抗力 （3）鱼类Ⅰ C （4）浮游藻类和浮游动物 氮、磷含量 大于N6
10.（1）生产者和分解者 （2）1 ( http: / / www.21cnjy.com )0 （3）增加 食物链缩短，降低耗能（或：“营养级越少，在能量流动过程中消耗能量越少”） （4）藻类（死亡增多）光合作用产氧量减少，需氧细菌耗氧量增多 光反应 ATP和[H] （5）红假单胞光合菌 不产毒素，能去除有机物
天
含量（mg/L）
20
40
60
80
0
3
6
9
12
15
甲
溶解氧
铵 盐
乙
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